Сталь 20х13 магнитится или нет

Обновлено: 27.04.2024

Магнетизм сталей играет важную роль при применении их в качестве магнитных материалов для электромагнитов, катушек, дросселей, трансформаторов. Но на практике может пригодиться и магнитная нержавейка, вопреки стереотипам о её немагнитности.

От чего зависят магнитные свойства?

Большинство пользователей, имеющих крайне поверхностные знания о магнетизме нержавеющих сталей, ответит отрицательно на вопрос о том, должна ли магнититься нержавейка. Достаточно поднести магнит к раковине из нержавейки, как не последует никакого положительного отклика от самого материала, из которого сработано данное изделие. С большой долей вероятности раковины и унитазы для железнодорожных вагонов сделаны из технической нержавейки, которая не магнитится. Магнитная проницаемость её такова, что магнит не липнет к ней.

Магнитное поле с некоторым значением напряжённости воздействует на оказавшиеся в его зоне доступа предметы так, что намагничивает их. Интенсивность намагничивания растёт с напряжённостью: она равна произведению величин магнитной восприимчивости и напряжённости.

Основываясь на интенсивности намагничивания, магнитные материалы подразделяются на следующие виды:

парамагнетики – магнитная восприимчивость больше нуля;
диамагнетики – эта же величина будет нулевой;
ферромагнетики – материалы, чья восприимчивость к действию магнита отличается существенно большей нуля величиной.

К последним веществам относят железо, кобальт, никель и кадмий, которые интенсивно намагничиваются, находясь в зоне действия магнитного поля. В особую группу попадают усиленные композитные магнетики: неодим, железо и бор в сочетании друг с другом, находясь в определённой пропорции, образуют неодимовые магниты, генерирующие настолько сильные магнитные поля, что оторвать друг от друга такие магниты почти невозможно.

Магнетизм нержавеющей стали связан также с её внутренним структурным строением, включающим в себя аустенитную, ферритную и мартенситную стали. Чем больше конкретного состава в изготовленном изделии (и меньше другого), тем сильнее (или слабее) этот предмет притянется к изделию. На магнитные свойства нержавеющей стали влияет состав нержавейки, которая в разных сочетаниях включена в общий сплав. Разные нержавейки обладают разной структурой.

Какие марки притягиваются?

Нержавейки с хорошей магнитной отзывчивостью магнитятся в том случае, когда в их составе преобладает мартенсит. Он является ферромагнитным материалом. У феррита две фазы, в зависимости от температуры нагрева преобладает та или другая. Феррит становится ферромагнетиком, когда его подогреют до значения, которое несколько ниже температуры Кюри. Стоит эксперимента ради накалить феррит до температуры выше этой точки, как в нём основное место уже отводится значительно разогретой дельта-фазе, являющейся особым парамагнитным материалом.

В основном же намагничивается нержавейка, в которой главное место отводится именно мартенситу. Подобно простым углеродсодержащим стальным сплавам мартенситная сталь активно намагничивается. Собственно, по этой характеристике ее и противопоставляют амагнитным нержавейкам. Свойство нержавейки, при котором она не магнитится, влияет на её коррозионностойкость.

Нержавейка, в составе которой есть феррит или его пропорция с мартенситной сталью, относится, скорее, к ферромагнетикам, чем к немагнитным материалам. Их свойства отличаются заметно, исходя из их состава и фазовых состояний.

Нержавеющие сплавы, чьи магнитные характеристики существенно разнятся, – это составы на основе хрома и никеля. Мартенсит обретает значительную прочность посредством закаливания и отпускания. Такая сталь нашла своё применение в качестве исходного материала для ложек, вилок и ножей, ножниц, столовых кусачек и т. д. Данная сталь также применяется в качестве основного (износоустойчивого) материала в производстве деталей для машин и механизмов. В основном распространены составы с российской маркировкой 20Х13, 30Х13, 40Х13: они выпускаются с применением термообработки, а также подвергаются закаливанию.

Марка 30Х13 обладает меньшей пластичностью, но она тоже магнитится, как и три предыдущих состава.

Сплав 20Х17Н2, отличающийся высокой дозировкой хрома, также подвергается магнитному воздействию. Кроме данного качества, он еще обладает значительной устойчивостью к агрессивному разложению под действием реактивов, к примеру, окислителей. Популярности этому составу также добавляет лёгкость в обработке: его легко штамповать и разрезать. Изделия, изготовленные из данного состава, обладают не менее хорошей свариваемостью.

Магнитный состав, являющийся одним из самых низкоуглеродистых, обладает небольшой твёрдостью, в отличие от мартенситных сплавов. Это и есть состав 08Х13. Его применяют при производстве моек и раковин, ножей-крестовин для мясорубок и прочих кухонных принадлежностей. Вторичная сфера применения, которая взяла своё начало от чисто кухонной и ресторанной, – использование данного сплава в пищевых цехах крупнейших гипермаркетов. Эта сфера применения недоступна обычным домохозяйкам, но она хорошо знакома цеховым рабочим. Магнитные свойства стали не оказывают никакого влияния на целевое качество и соответствие стандартам, в которые она вписывается.

Сталь, состоящая из мартенситных сплавов и ферритов, находящихся при нормальных условиях в свободном состоянии, – 12Х13. Хорошо намагничивается, как и все вышеперечисленные варианты. К магнитным сталям относят также состав AISI 430 (российская маркировка – 08Х17). Он отличается повышенным содержанием хрома – 15% и более.

Нержавейка идёт на выпуск проволочных сеток, труб для перевозки нефтепродуктов, деталей и комплектующих технологических установок газонефтепереработки.

Немагнитная нержавеющая сталь

Не все составы хорошо намагничиваются. Помимо слабомагнитящихся составов, у которых нет выраженного магнетизма, существуют некоторые виды технической стали на основе хрома и никеля (либо хромомарганцевые). Марганец – один из материалов, сводящих магнетизм сталей на нет. Среди немагнитных нержавеек преобладают в основном аустенитные и аустенитно-ферритные.

Аустенитные

Немагнитные аустенитные стали обладают ярко выраженным противодействием агрессивной химической коррозии. Например, если на раковину из такой стали положить раскисший кусок хозяйственного мыла и оставить его растекаться и дальше, то поверхность раковины в этом месте не пострадает даже спустя несколько лет. Технологичное превосходство немагнитных аустенитных сталей позволяет легко её обработать.

К сталям данного подсемейства относят наиболее популярные марки 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т и 12Х21Н5Т. Они обладают высокой дозировкой хрома. При этом никеля в них содержится гораздо меньше, чем в других подобных составах. Чтобы данный аустенитный состав оставался достаточно прочным и пластичным, в него подмешивают медь, молибден, титан и/или ниобий.

Аустенитно-ферритные

К сплавам, отчасти переходящим в ферритные (аустенитно-ферритным), относятся составы 08Х18Н10 (AISI 304), 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т. Эти составы активно применяются в качестве сырья для производства пищевого оборудования: нержавеющих тарелок, кружек, ножей, ложек и вилок. Они вообще не проявляют никаких магнитных свойств. Если это сантехническое оборудование, то примером станут поручни для бассейнов, однако в качестве основного несущего компонента используют не саму нержавейку, а основу из простой ржавеющей углеродистой стали, на которую нанесён нержавеющий слой (напыление). Ёмкости для холодных и горячих пищевых продуктов, баки для бани также включают в себя тонкую нержавейку, из которой сделаны стенки толщиной от 0,4 до 0,7 мм.

Характерный пример – продуктовые широкогорлые термосы (и узкогорлые для напитков), которым намагничивание вообще не нужно, т. к. оно не имеет для данной посуды никакого практического значения. Немагнитные аустенитно-ферритные и чисто ферритные сплавы важны также для производства холодильного оборудования: отсутствие намагничивания с их стороны позволяет этим приборам работать без сбоев. Наконец, предметы медицинского значения: скальпели, всевозможные зубные щипцы и прочее также производят из аустенитно-ферритных немагнитных сплавов. К таким не прилипают отколовшиеся частички магнита, намагниченные стальная пыль и стружка.

К зарубежным немагнитным сплавам (иностранная классификация) относят следующие составы. Так, AISI 409 (в России это сплав 08Х13) идёт на изготовление грузоперевозочных контейнеров, комплектующих для выхлопной системы автомашин. Углерода в таких сплавах содержится менее 0,3 промилле, что позволяет, например, согнуть выхлопную трубу. Наличие копоти в продуктах отработки двигателя, а также брызг масляной отработки никак не влияет на структуру и прочностные (и иные) характеристики стали, из которой сделана выхлопная труба и трубопроводы, подходящие к глушителю. К тому же на внутренние стенки трубоканалов не налипли бы стальные частицы из изношенных моторных деталей: не все комплектующие двигателей изготовлены из немагнитных материалов.

Как определить материал магнитом?

Казалось бы, нет ничего проще проверки стали на магнетизм путём поднесения магнита. Однако далеко не у всех есть в хозяйстве один или несколько магнитов с разной напряжённостью магнитного поля. Хорошо, когда у пользователя завалялся магнитный сувенир-накладка для дверцы холодильника. Однако используют и альтернативные методы проверки.

Образец испытуемого предмета погружают в 2% раствор уксусной кислоты. Коррозия, если сталь к ней склонна, проявит себя уже через пару дней. Медный купорос, раствор которого оставлен на поверхности предполагаемой нержавейки хотя бы на пару дней, приведёт к тому, что на его месте появится тонкий медный слой (омеднение). При обычной комнатной температуре происходят сульфатация железа и восстановление меди, которая и выпадает на поверхности предмета.

Проверить без магнита, является ли стальной сплав магнитным или немагнитным, можно лишь косвенно, угадав характерные признаки проявления того или иного сплава. Безмагнитный метод не даст абсолютной достоверности ни в одном из конкретных случаев.

Магнитится ли нержавейка?

Среди основных свойств металла выделяют степень магнетизма. В последнее время встречается просто огромное количество нержавеек, эксплуатационные характеристики которых могут существенно отличаться. Во многом рассматриваемое свойство зависит от химического состава сплава. Самостоятельно проверить степень магнетизма достаточно сложно, так как оно может меняться в зависимости от эксплуатационных условий.

Магнитится ли нержавейка

От чего зависят магнитные свойства материалов

Для определения магнитных свойств нержавейки и других сплавов используется определенная формула, в которой отражается коэффициент пропорциональности и магнитная восприимчивость. В зависимости от типа используемого коэффициента нержавеющая сталь входит в одну из нескольких групп:

При коэффициенте выше нуля материал относится к группе парамагнетиков.
При использовании нуля нержавейка относится к диамагнетикам.
Ферромагнетики характеризуются хорошей магнитной восприимчивостью. В эту группу входят никель, кадмий и железо.

Магнитные свойства нержавейки

Нержавейка магнитится при воздействии определенного поля. Подобная реакция связана с особенностями структуры сплава, в некоторой степени, от химического состава. Некоторые вещества характеризуются тем, что реагируют на воздействие магнита.

Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами

Магнитные свойства нержавеющей стали во многом зависят от структуры материала. Больше всего они проявляются в нижеприведенных случаях:

Мартенсит характеризуется хорошими магнитными свойствами, является ферримагнетиком в чистом виде. Встречается подобная нержавейка крайне редко, так как чистый химический состав выдержать довольно сложно. Как и обычные углеродистые варианты исполнения, рассматриваемый может улучшаться при помощи закалки или отпуска. Подобный металл получил широкое распространение не только в промышленности, но и в быту. Наибольшее распространение получили следующие марки: 20Х13 и 40Х13. Они могут подвергаться механическому воздействию, шлифованию или полированию, а также различной термообработке. К особенностям химического состава можно отнести повышенную концентрацию хрома и углерода. 20Х17Н2 – еще одна нержавейка, которая характеризуется высокой концентрацией хрома. За счет этого структура становится более устойчивой к воздействию влаги и некоторых агрессивным средствам. Несмотря на большое количество легирующих элементов, спав поддается сварке и может подвергаться горячей или холодной штамповке.
Феррит в зависимости от степени нагрева может применять две формы: ферромагнетика и парамагнетика. В химическом составе подобных материалов меньше углерода, за счет чего они становятся более мягкими и лучше поддаются обработке. В эту группу входит нержавейка 08Х13, которая активно применяется в пищевой промышленности. Кроме этого, в данную группу входят AISI 430, который применяется на пищевых производственных предприятиях.
Мартенситно-ферритные сплавы характеризуются весьма привлекательными эксплуатационными качествами. Подобной структурой обладает сплав 12Х13. Как и предыдущие металлы, рассматриваемый может подвергаться механической и термохимической обработке.

Сталь 20Х13 Сталь 40Х13

Приведенная выше информация указывает на то, что наиболее ярко выраженные магнитные свойства у мартенситной структуры.

При выборе сплава следует учитывать, что не все нержавейки характеризуются устойчивостью к механическим повреждениям. Даже незначительное воздействие может привести к повреждению поверхностного слоя. Несмотря на то, что хромистая пленка способна восстанавливаться при контакте с кислородом, были выпущены новые сплавы, характеризующиеся повышенной механической устойчивостью.

Еще одна классификация металлов подразумевает их деление на следующие группы:

С высокой степенью устойчивости к воздействию кислот.
Жаропрочный вариант исполнения
Пищевые нержавейки.

Жаропрочная нержавеющая сталь

Маркировка материала проводится при применении буквенно-цифрового обозначения. Каждый символ применяется для обозначения конкретного химического элемента, цифра указывает на концентрацию. В других странах применяются свои определенные стандарты для обозначения металла.

Нержавеющие стали, не обладающие магнитными свойствами

Есть довольно большое количество металлов, которые не обладают магнитными свойствами. В их состав включается никель и марганец. Выделяют следующие группы сплавов:

Аустениты получили самое широкое распространение. В эту группу входят 08Х18Н10 и 10Х17Н13М2Т. эти металлы активно применяются при изготовлении различных изделий в пищевой промышленности, к примеру, столовых приборов и посуды. Повышенные коррозионные свойства выдерживаются практически в любой среде эксплуатации.
Аустенитно-ферритные нержавейки 08Х22Н6Т и 08Х21Н6М2Т характеризуются повышенной концентрацией хрома и некоторых других легирующих элементов. Для изменения основных характеристик в состав включаются и другие химические элементы.

Сталь 10Х17Н13М2Т Сталь 08Х18Н10

Немагнитная нержавеющая сталь выбирается в случае, когда получаемое изделие не должно реагировать на воздействие магнитного поля.

Выбор нержавейки может проводится не только при учете степени магнетизма, но и следующих моментов:

Способность к свариванию. Некоторые варианты исполнения нужно предварительно подогревать, другие хорошо свариваются даже в холодном состоянии.
Пластичность учитывается в случае выбора материала для холодной и горячей штамповки. Достаточно высокий показатель пластичности определяет то, что можно проводить штамповку металлических листов в холодном состоянии.
Коррозионная стойкость при воздействии высокой температуры. Многие металлы теряют свои характеристики при сильном нагреве, в том числе и коррозионную стойкость.
Цена также является немаловажным фактором. Металлы могут обладать высокими эксплуатационными характеристиками, но из-за высокой стоимости их использовать для производства некоторых изделий нецелесообразно.
Степень механической обрабатываемости. Часто заготовки поставляются для обработки резанием на специальном оборудовании. За счет большой концентрации углерода повышается твердость и усложняется процесс обработки поверхности.
Жаропрочность также является важным качеством, которое рассматривается при выборе материала. При хорошей жаропрочности изготавливаемое изделие не теряет свою прочность и твердость при воздействии высокой температуры.

Некоторые марки подвергаются термической обработке, за счет чего повышается прочность и твердость поверхности.

При проведении отпуска структура становится более пластичной и устойчивой к воздействию переменных нагрузок.

Как определить, является ли магнитная или немагнитная сталь нержавеющей?

Как ранее было отмечено, определить магнитится ли нержавейка можно без использования специального оборудования. Среди особенностей проводимой процедуры отметим следующие моменты:

Тестируемый участок должен быть отполирован до блеска. Для этого могут использоваться ручные инструменты и специальные материалы.
На очищенный участок наносится несколько капель концентрированного медного купороса.
Если металл нержавейка, то на поверхности появится красный налет.

Определение магнитных свойств при помощи купороса

Подобный процесс позволяет определить, какая нержавейка магнитится, а какая не обладает коррозионной стойкостью. Характеристики пищевого сплава определить самостоятельно практически невозможно.

Магнитные свойства можно проверить также при использовании обычного магнита. Однако, он не дает точного результата.

Именно поэтому рекомендуется приобретать изделия у известных производителей.

Портативный анализатор металлов

В заключение отметим, что магнитные свойства ничуть не снижают коррозионную стойкость поверхности. Именно поэтому подобные сплавы характеризуются широкой областью применения.

Магнитится ли нержавейка: магнитные свойства нержавеющей стали

Учитывая тот факт, что нержавейка сегодня выпускается в большом разнообразии марок, нельзя однозначно ответить на вопрос о том, магнитится она или нет. Магнитные свойства нержавеющих сталей зависят от химического состава и, соответственно, от внутренней структуры сплавов.

Портативный анализатор металлов позволяет быстро определить содержание химических элементов и сделать заключение о качестве нержавеющей стали

Магнитное поле с определенным уровнем своей напряженности (Н) действует на помещенные в него тела таким образом, что намагничивает их. При этом интенсивность такого намагничивания, которая обозначается буквой J, прямо пропорциональна напряженности поля. В формуле, по которой вычисляется интенсивность намагничивания определенного вещества (J = ϞH), также учитывается коэффициент пропорциональности Ϟ – магнитная восприимчивость вещества.

В зависимости от значения данного коэффициента все материалы могут входить в одну из трех категорий:

парамагнетики – коэффициент Ϟ больше нуля;
диамагнетики – Ϟ равен нулю;
ферромагнетики – вещества, магнитная восприимчивость которых отличается значительной величиной (такие вещества, к которым, в частности, относятся железо, кобальт, никель и кадмий, способны активно намагничиваться, даже будучи помещенными в слабые магнитные поля).

Направления действия магнитных моментов соседних атомов в веществах различной магнитной природы

Магнитные свойства, которыми обладает нержавейка, связаны еще и с ее внутренней структурой, которая может включать в себя аустенит, феррит и мартенсит, а также их комбинации. При этом на магнитные свойства нержавейки оказывают влияние как сами фазовые составляющие, так и то, в каком соотношении они находятся во внутренней структуре.

Хорошими магнитными свойствами отличается нержавейка, в которой преобладают следующие фазовые составляющие:

Мартенсит – является ферромагнетиком в чистом виде.
Феррит – данная фазовая составляющая внутренней структуры нержавейки в зависимости от температуры нагрева может принимать две формы. Ферромагнетиком такая структурная форма становится в том случае, если сталь нагревают до температуры, находящейся ниже точки Кюри. Если же температура нагрева нержавейки находится выше этой точки, то в сплаве начинает преобладать высокотемпературный дельта-феррит, который является выраженным парамагнетиком.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что магнитится та нержавейка, во внутренней структуре которой преобладает мартенсит. Как и обычные углеродистые стали, такие сплавы реагируют на магнит. По данному признаку их и можно отличить от немагнитных.

Способность нержавейки магнитится не влияет на её коррозионную стойкость

Нержавеющие стали, в которых преобладает феррит или его смесь с мартенситом, чаще всего также относятся к ферромагнетикам, но их свойства могут различаться в зависимости от соотношения фазовых составляющих их внутренней структуры.

Нержавейка, магнитные свойства которой могут изменяться, – это преимущественно хромистые и хромоникелевые сплавы, которые могут относиться к одной из нижеприведенных групп.

Стали с мартенситной внутренней структурой, которые, как и обычные углеродистые, могут упрочняться при помощи закалки и отпуска. Такая нержавейка, кроме предприятий общего машиностроения, активно используются в быту (в частности, именно из нее производят столовые приборы и режущие инструменты). К наиболее распространенным маркам таких магнитных сталей, изделия из которых производятся с термообработкой и могут подвергаться финишной шлифовке и полировке, относятся 20Х13, 30Х13, 40Х13.

Сталь марки 30Х13 менее пластична, чем сплав 20Х13, несмотря на сходный состав (нажмите для увеличения)

В данную категорию также входит сплав марки 20Х17Н2, который отличается повышенным содержанием хрома в своем химическом составе, что значительно усиливает его коррозионную устойчивость. Почему такая нержавейка популярна? Дело в том, что, кроме высокой устойчивости к коррозии, она характеризуется отличной обрабатываемостью при помощи холодной и горячей штамповки, методов резания. Кроме того, изделия из такого материала хорошо свариваются.

Распространенной магнитной сталью ферритного типа, которая из-за невысокого содержания углерода в своем химическом составе отличается более высокой мягкостью, чем мартенситные сплавы, является 08Х13, активно используемая в пищевом производстве. Из такой нержавейки изготавливают изделия и оборудование, предназначенные для мойки, сортировки, измельчения, сортировки, а также транспортировки пищевого сырья.

Механические свойства стали 08Х13

Популярной маркой магнитной нержавейки, внутренняя структура которой состоит из мартенсита и свободного феррита, является 12Х13.

Коррозионная стойкость стали марки 12Х13 (другое название 1Х13)

К нержавеющим сталям, которые не магнитятся, относятся хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые. Их принято разделять на несколько групп.

Наиболее популярной маркой таких нержавеющих сталей, которые занимают ведущее место среди немагнитных стальных сплавов, является 08Х18Н10 (международный аналог по классификации AISI 304). Стали данного типа, к которым также относятся 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, активно используются в производстве оборудования для пищевой промышленности; кухонной посуды и столовых приборов; сантехнического оснащения; емкостей для пищевых жидкостей; элементов холодильного оборудования; емкостей для пищевых продуктов; предметов медицинского назначения и др.

Состав и применение аустенитных сталей

Большие преимущества такой нержавейки, не обладающей магнитными свойствами, – это ее высокая коррозионная устойчивость, демонстрируемая во многих агрессивных средах, и технологичность.

Стали данной группы, наиболее популярными марками которых являются 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т и 12Х21Н5Т, отличаются высоким содержанием хрома, а также пониженным содержанием никеля. Для придания такой нержавейке требуемых характеристик (оптимального сочетания высокой прочности и хорошей пластичности, устойчивости к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию) в ее химический состав вводят такие элементы, как медь, молибден, титан или ниобий.

Химический состав некоторых промышленных марок аустенитно-ферритных сталей (нажмите для увеличения)

Кроме вышеперечисленных, к нержавеющим сталям, которые не магнитятся, относятся сплавы с аустенитно-мартенситной и аустенитно-карбидной структурой.

Как определить, является ли магнитная или немагнитная сталь нержавеющей

Учитывая все вышесказанное, можно сделать следующий вывод: даже если сталь обладает магнитными свойствами, это совершенно не значит, что ее нельзя отнести к сплавам нержавеющего типа. Существует достаточно простой способ, позволяющий проверить, является ли магнитная сталь нержавейкой. Для того чтобы это определить, необходимо зачистить участок поверхности проверяемого изделия до металлического блеска, а затем нанести на этот участок несколько капель концентрированного медного купороса.

На то, что перед вами именно нержавейка, укажет налет красной меди, которым покроется зачищенный участок. Такой несложный способ позволяет очень точно определить, является ли магнитная сталь нержавеющей. А вот проверить (а особенно определить в домашних условиях), относится ли нержавейка к категории пищевых, практически невозможно.

Если вы решили проверить, относится магнитная сталь к нержавеющим или нет, имейте в виду, что такие ее свойства, как способность намагничиваться, нисколько не ухудшают ее коррозионной устойчивости.

Технические характеристики легированной стали 20Х13

20х13 является коррозионный-стойкого и жаропрочного класса. Основа ее фазовой структуры представлена мартенситом. Марка обладает металлическим блеском с характерным для данного класса зеленоватым оттенком.

Химсостав регулирует государственный стандарт ГОСТ 5632-72, в соответствии с которым сталь 20х13 состоит из следующих элементов:

Углерод занимает 0,16-0,25% от общего состава. Содержание элемента сильно влияет на прочностные и технологические характеристики стали. Карбиды железа обладают повышенной твердостью, а также они делают возможным упрочнение стали за счет проведения термической обработки. Обратным эффектом такого легирования является ухудшение пластичных свойств и свариваемости.
Хром 12-14%. Повышает износостойкость стали благодаря образованию на его поверхности оксидов хрома. Помимо этого, он благоприятно воздействует на способность металла к термическому упрочнению, увеличивает сопротивление к образованию коррозии. Стали, легированные хромом, лучше переносят нагрузку в условиях повышенных температур.
Кремний (до 0,6%) и марганец (до 0,6%) — обязательные добавки для стали. Они являются главными раскислителями и способствуют удалению кислорода из ее состава. Помимо этого, данные компоненты хорошо влияют на технологические свойства, такие как пластичность и свариваемость. Марганец, кроме всего прочего, оказывает положительное воздействие на чистоту поверхности.
Никель (до 0,6%). Основное ее назначение в сплавах — повышение жаростойкости. Но стоит отметить, содержание его в 20х13 несущественно чтобы как-то заметно повлиять на ее характеристики.
Сера (до 0,0025%) и фосфор (до 0,03%) — вредные примеси, существенно снижающие прочностные свойства стали и ответственные за возникновение такого эффекта как хрупкость. Сера помимо этого повышает склонность сплава к красноломкости, что означает увеличение риска образования трещин при обработке давлением. Их попадание в сплав неизбежно в силу несовершенства технологии плавки и чистоты химсостава исходной шихты.
Остальная часть состава приходится на железо.

Аналоги

Сталь марки 20х13 является российским обозначением. Но помимо этого она имеет ряд мировых аналогов:

США 420.
Германия 1.4021.
Япония SUS420J1.
Китай 2Cr13.

Особенности стали

20х13 имеет плотность 7670 кг\м3. Температура плавления составляет около 1600 ºС. Упруга. Модуль Юнга равен 2 000 МПа. Хорошо проводит тепло. Коэффициент теплопроводности колеблется в районе 23-28 Вт\(м*С). Отличается низкой способностью пропускать ток. Удельное электрическое сопротивление равно в среднем 800 Ом*м. Магнитится.

Предел прочности на разрыв равно 610 МПа. Твердость — около 28 единиц по шкале Роквелла. Деформироваться 20х13 начинает уже при нагрузке в 500 МПа. Предварительное провидение термической обработки позволяет увеличить механические свойства в 1,5-2 раза. Для сравнения после закалки с отпуском конструкционная сталь 45 повышенного качества обладает прочностью в 400 МПа.

Сталь 20х13 достаточна пластична. Относительное удлинение составляет 23%, а сужение 65%. Хорошо работает в условиях знакопеременных нагрузок. Предел выносливости равен 500 МПа. Сталь жаростойка. Ее механические свойства остаются неизменными при температуре окружающей среды 600 ºС.

Марка 20х13 отличается повышенной сопротивляемостью к образованию коррозии. Она хорошо проявила себя в работе в условиях слабоагрессивных сред: пресная и речная вода, пар. Не устойчива к большинству кислот, щелочей, а также к морской воде.

Термообработка

Сталь 20х13 отличается повышенными технологическими свойствами. Она хорошо обрабатывается как резанием так и давлением. Не флокочувствительна. Имеет незначительную склонность к отпускной хрупкости. 20х13 относится к первой группе свариваемости. Сварка осуществляется без предварительного нагрева. Шов при этом получается прочный и плотный.

Термическая обработка для стали 20х13 представляет собой следующую последовательность действий:

Нормализация при 1000-1200 ºС, затем идет отпуск при 730-750 ºС. Предел прочности такой стали на выходе равен 710 МПа.
Закалка 1050 ºС с последующим равномерным охлаждением на воздухе. Конечная прочность равна уже 1600 МПа.

20Х13 (2Х13)

Товары из стали 20Х13 (2Х13) в наличии:
Круг
Лист
Полоса
Квадрат
Лента
Шестигранник
Поковка

Сталь 20Х13 (02Х13, 2Х13, ЭЖ2) хромистая коррозионностойкая жаропрочная, мартенситного класса

Заменители: Сталь 12Х13, Сталь 14Х17Н2

Сталь 20Х13 применяется: для изготовления лопаток паровых турбин, работающих при температурах до +580°С; клапанов, болтов и труб; деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударных нагрузкам и работающих при температуре до 450-500 °С; изделий, подвергающихся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре; цельнокатаных колец различного назначения; различных деталей авиастроения (карбюраторных игл, втулок, шестерен авиационных приборов, деталей аппаратуры непосредственного впрыска топлива и лопаток компрессоров, термически обрабатываемых на твердость HRC

Химический состав в %

НТД

ТУ 14-1-1404-75

0,16-0,25

≤0,025

≤0,030

≤0,50

12,00-14,00

≤0,20

≤0,60

≤0,30

ТУ 14-1-2186-77

0,16-0,24

≤0,025

≤0,030

≤0,60

12,00-14,00

≤0,20

≤0,60

≤0,50

≤0,30

ГОСТ 5632-72

0,16-0,25

≤0,025

≤0,030

≤0,80

12,00-14,00

≤0,20

≤0,80

≤0,60

≤0,30

По ТУ 14-1-1404-75 химический состав приведен для марки 20Х13-Ш. По ТУ 14-1-2186-77 для стали, выплавленной электрошлаковым переплавом содержание S ≤ 0,015 %.

sв — Предел кратковременной прочности, [МПа]
sТ — Предел текучести, [МПа]
s0,2 — Предел пропорциональности (допуск на остаточную деформацию — 0,2%), [МПа]
d5 — Относительное удлинение при разрыве, [ % ]
y — Относительное сужение, [ % ]
KCU — Ударная вязкость, [ кДж / м2]
HB — Твердость по Бринеллю, [МПа]
HV — Твердость по Виккерсу, [МПа]
HSh — Твердость по Шору, [МПа]

Применение

В зависимости от типа проката марка 20х13 обладает различными механическими свойствам. Их значение регулируется следующими стандартами:

На пруток ГОСТ 5949-75.
Для листа горяче- и холоднокатаного ГОСТ 18907-73.
Проволока ГОСТ 18143-72.
Лента холоднокатаная ГОСТ 4986-79.

Основное назначение 20х13 — это всевозможные узлы и детали для энергетического машиностроения. Сюда входят элементы турбинных установок и печей, арматура для крекинг-установок, крепежные соединения, работающие при температуре 550 ºС.

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Применение стали 20х13

Сталь 20х13 обладает большим количеством особенностей, которые определяют широкое его распространение. Жаропрочность и коррозионная стойкость ценится в нижеприведенных случаях:

Машиностроительная промышленность.
При производстве турбинных лопаток, на которые оказывается воздействие высокой температуры и давления.
При создании крепежей с высокой прочностью и коррозионной стойкостью.
Выпуск деталей, которые подвержены воздействию атмосферных осадков и органических слей.
При изготовлении колец самого различного предназначения.
Авиационная промышленность.
Выпуск изделий, работающих при невысокой температуре и в агрессивной химической среде.
При создании деталей для компрессорных машин, которые работают с нетрозными газами.

Трубные доски 20х13

Термическая обработка позволяет существенно повысить эксплуатационные характеристики сплава. Это связано с тем, что при сильном нагреве происходит перестроение кристаллической решетки для упрочнения структуры и повышения твердости поверхностного слоя. Применение стали 20х13 позволило существенно продлить эксплуатационный срок изделий, которые служат в тяжелых эксплуатационных условиях.

Читайте также: